Рейтинг: 4.2/5.0 (1771 проголосовавших)Категория: Инструкции
Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Сливочное масло — пищевой продукт, вырабатываемый из коровьего молока, состоящий преимущественно из молочного жира и обладающий специфическим, свойственным ему вкусом, запахом и пластичной консистенцией. Кроме жира в масло часто переходят белки молока, молочный сахар, фосфатиды, витамины, минеральные вещества, вода и др. На структуру, качество, стойкость масла во время хранения влияет однородность распределения и размер капель воды, размер пузырьков воздуха и др. Сырье для производства сливочного масла — молоко и сливки.
Вкусовыми компонентами сливочного масла являются: диацетил, летучие жирные кислоты, эфиры жирных кислот, лецитин, белок, жиры, молочная кислота. Каротин (красящее вещество) придает маслу желтую окраску. Пищевую ценность сливочного масла повышают содержащиеся в нем фосфолипиды, особенно лецитин, попадающий в масло вместе с оболочками жировых шариков.
Низкая температура плавления (27. 34 °С) и отвердевания (18. 23 °С) молочного жира способствует его переходу в пищеварительном тракте в наиболее удобное для усвоения жидкое состояние.
Сливочное масло подразделяют на следующие виды: топленое (98% жира), вологодское (81,5. 82,5 % жира), любительское (77,0. 78,0 % жира), крестьянское (71,0. 72,5 % жира), бутербродное (61,5 % жира), шоколадное (62,0 % жира), ярославское (52,0 % жира).
По вкусу и запаху сливочное масло хорошо сочетается со многими пищевыми продуктами, повышая их усвояемость (усвояемость молочного жира — 97,0 %, сухих веществ — 94,1 %). Энергетическая ценность сливочного масла составляет 20,0. 37,6 МДж/кг. Сливочное масло используют для приготовления бутербродов, добавления ко вторым блюдам и гарнирам, в кондитерской промышленности при изготовлении кремов и т.п.
Особенности производства и потребления готовой продукции. Получение сливочного масла из стойкой жировой эмульсии молочного жира (сливок) — сложный физико-химический процесс. Основой технологии является концентрирование жировой фазы сливок и пластификация получаемого на промежуточных стадиях продукта. Существует два способа концентрации жировой фазы сливок: в холодном состоянии — сбиванием и горячем — сепарированием.
В зависимости от способа концентрирования на промежуточных стадиях получают масляное зерно или высокожирные сливки.
Масляное зерно — концентрированная суспензиоэмульсия, состоящая из полуразрушенных агрегатов жировых шариков. Высокожирные сливки — высококонцентрированная эмульсия молочного жира в плазме. Основой образования масляного зерна является агрегация (слияние) жировых шариков, содержащихся в сливках. Получение высокожирных сливок сводится к механическому разделению сливок в центробежном поле сепаратора на высокожирные сливки и плазму сливок — пахту.
Технологический процесс производства масла включает концентрирование жира молока, разрушение эмульсии жира и формирование структуры продукта с заданными свойствами.
Различают два способа производства сливочного масла: сбивание сливок (традиционный) и преобразование высокожирных сливок.
При выработке сливочного масла способом сбивания концентрирование жировой фазы достигается сепарированием молока и последующим разрушением эмульсии молочного жира при сбивании полученных сливок. Регулирование влаги осуществляется во время обработки масла. Кристаллизация глицеридов молочного жира завершается во время физического созревания до механической обработки масла.
При получении сливочного масла способом преобразования высокожирных сливок концентрирование жировой фазы молока осуществляется сепарированием. Нормализация высокожирных сливок по влаге проводится до начала термомеханической обработки. Разрушение эмульсии жира сливок и кристаллизация глицеридов молочного жира происходит главным образом во время термомеханической обработки.
Принятое молоко сепарируют при температуре 35. 40 °С для получения сливок с желаемой массовой долей жира. Для выработки масла способом сбивания в масло-изготовителях непрерывного действия используют сливки с массовой долей жира 36. ;50 %. При выработке масла способом сбивания в маслоизготовителях периодического действия и способом преобразования высокожирных сливок используют сливки средней жирности с массовой долей жира 32. 37 %.
При выборе режима тепловой обработки учитывают качество сливок и вид вырабатываемого масла. При выработке вологодского масла используют сливки только первого сорта, а тепловую обработку проводят при температуре 105. 110 °С, чтобы продукт имел специфический вкус и запах.
Для исправления пороков сливки дезодорируют или заменяют плазму сливок. Дезодорацию сливок обычно совмещают с тепловой обработкой.
Стадии технологического процесса. Производство сливочного масла способом сбивания сливок состоит из следующих стадий:
— приемка и хранение молока;
— подогревание и сепарирование молока;
— тепловая обработка сливок и их созревание;
— сбивание сливок, промывка, посолка, механическая обработка масла;
— фасование и хранение масла.
Производство сливочного масла способом преобразования высокожирных сливок включает следующие стадии:
— приемка и хранение молока;
— подогревание и сепарирование;
—- тепловая обработка сливок;
— сепарирование сливок (получение высокожирных сливок);
— нормализация и термомеханическая обработка высокожирных сливок;
—- фасование и хранение масла.
Характеристика комплексов оборудования. Линия для производства сливочного масла способом сбивания сливок начинается с комплекса оборудования для приемки и хранения молока, в состав которого входят насосы, емкости, приемные ванны и весы.
В состав линии входит комплекс оборудования для подогревания и сепарирования молока, состоящий из пластинчатых пастеризационно-охладительных установок и сепараторов-сливкоотделителей.
Следующим является комплекс оборудования для тепловой обработки сливок и их созревания, в состав которого входят пластинчатые теплообменники и пастеризационно-охладительные установки и емкости для созревания сливок.
Ведущим является комплекс оборудования для сбивания сливок, промывки, посолки и механической обработки масла, представляющий маслоизготовители периодического и непрерывного действия.
Завершающий комплекс оборудования включает машину для фасования масла в короба или автомат для фасования в мелкую тару.
На рис. показан один из вариантов машинно-аппаратурной схемы линии производства сливочного масла способом сбивания сливок (традиционным).
Рис. Машинно-аппаратурная схема линии производства масла способом сбивания
Устройство и принцип действия линии. Принятое молоко с помощью насосов 1 направляется в емкость 2, подогревается в пластинчатой пастеризационно-охладительной установке 3 и сепарируется в сепараторе-сливкоотделителе 4.
Принятые сливки с сепараторных отделений взвешиваются на весах 6 и через приемную воронку 7 направляются на подогревание в пластинчатый теплообменник 8.
Сливки из сепаратора и сепараторных отделений поступают в емкость 5 для промежуточного хранения, откуда их направляют на пластинчатую пастеризационно-охладительную установку 9 для сливок с дозатором 10. После пастеризации, дезодорации и охлаждения сливки поступают в емкость 11, где они выдерживаются для физического созревания.
Обезжиренное молоко после сепарирования направляется на пастеризацию, а затем на переработку или для возврата сдатчикам.
Сливки после физического созревания винтовым насосом 12 направляют либо в маслоизготовитель периодического действия 13, либо в маслоизготовитель непрерывного действия 16, где осуществляется сбивание сливок, промывка масляного зерна, посолка и обработка масла.
Сливки в маслоизготовитель периодического действия 13 подаются под вакуумом или с помощью насосов и сбиваются до получения масляного зерна размером 3. 5 мм. После этого выпускают пахту, промывают масляное зерно и осуществляют посолку масла сухой солью или рассолом.
Затем проводят механическую обработку масла для отделения влаги и образования пласта масла. Для улучшения консистенции и распределения влаги масло обрабатывают в гомогенизаторе-пластификаторе. Готовое масло выгружается в машину 14 для фасовки масла в короба 15.
Основными рабочими органами маслоотделителя непрерывного действия 76 являются сбиватель и маслосборник. Отборник масляного зерна состоит из трех шнековых камер (первая — для обработки масла и отделения пахты в бачок 7 7, вторая — для промывки масляного зерна и отделения воды в бачок 18, третья —- вакуум-камера для вакуумирования масла), блока посолки с дозирующим устройством 19 и блока механической обработки масла. Содержание влаги в масле регулируется внесением недостающего количества воды дозирующим насосом 20. Готовое масло транспортером 21 направляется на машину 22 для фасования в пачки.
Углич: ВНИИМС, 1989. — 300 с.
В сборник технологических инструкций по производству сливочного и топленого масла включены 12 инструкций, из которых четыре (технология масла кулинарного, целинного, детского и с наполнителями) являются новыми. Разновидности сладко- и кислосливочного масла вне зависимости от содержания компонентов и методов производства изложены в двух технологических инструкциях. Приготовление бактериальной закваски включено в инструкцию по кислосливочному маслу. Инструкция по производству топленого масла дополнена выработкой его методом отстоя, а сборник - технологией молочного жира. Переработана инструкция по фасованию сливочного масла - дополнена фасовкой масла батончиками и в жесткую тару из полимерных материалов. Все инструкции дополнены сроками и режимами хранения масла на заводах-изготовителях.
При составлении сборника учтены результаты работ Всесоюзного научно-исследовательского института маслодельной и сыродельной промышленности, его филиалов, других институтов, а также замечания и предложения, полученные от Госагропромов СССР, республиканских и областных агрокомитетов, отдельных предприятий и лабораторий, специалистов промышленности.
Настоящий сборник технологических инструкций вводится взамен утвержденного 19.09.79 г.
В составлении сборника участвовали: Ф.А. Вышемирский, Д.В. Качераускис, Н.Г. Красуля, Н.Н. Ожгихина (ответственный исполнитель), В.М. Силин, В.А. Стаховский, Ю.В. Хмельницкий.
Карта метрологического обеспечения составлена Абросимовой С.В.
Под редакцией д.т.н. проф.Ф.А. Вышемирского.
Содержание:
Инструкция по приемке молока, его сортировке, первичной обработке и получению сливок в маслодельном производстве.
Технологическая инструкция по производству сладкосливочного масла (массовая доля влаги 16, 20, 25, 35 %).
Технологическая инструкция по производству вологодского масла.
Технологическая инструкция по производству кислосливочного
масла (массовая доля влаги 16, 20, 25, 35 %).
Технологическая инструкция по производству масла сливочного с наполнителями и шоколадного.
Технологическая инструкция по производству топленого масла и молочного жира.
Технологическая инструкция по производству масла сливочного кулинарного.
Технологическая инструкция по производству масла сливочного детского.
Технологическая инструкция по производству масла сливочного целинного.
Технологическая инструкция по фасованию сливочного масла.
Инструкция по маркировке тары с маслом и приготовлению краски.
Методы оценки консистенции сливочного масла.
М. НПО "Углич" и Северо-Кавказский филиал ВНИИ МСП, 1984. — 75 с. Ассортимент рассольных сыров. Характеристика сырья, полуфабрикатов и вспомогательных материалов. Характеристика изготавливаемой продукции. Технологический процесс производства сыров. Контроль производства. Частная технология рассольных сыров: Сыр кобийский. Сыр осетинский. Сыр грузинский. Сыр столовый.
Разработан и подготовлен к изданию В.Н. Алексеевым, А.И. Гончаровым, Г.Д. Перфильевым, Т.Д. Телегиной, Б.И. Усачевым. — Углич: Изд. НПО «Углич», 1989. — 218 с. При разработке сборника технологических инструкций использованы результаты научных исследований Всесоюзного научно-исследовательского института маслодельной и сыродельной промышленности, его филиалов, других.
СПб: ГИОРД, 1999. — 384 с. В книге приведены технология обработки и подготовки молока, а также рассматриваются: технология пастеризованного и стерилизованного молока и сливок, технология кисломолочных напитков, технология творога, технология домашнего сыра, технология творожных изделий, технология сметаны, технология паст кремов.
СПб. ГИОРД, 2003. — 336 с. ISВN 5-901065-19-0. В книге подробно освещены требования, предъявляемые к сливкам как сырью для производства масла, изложены физико-химические процессы маслообразования при выработке сливочного масла различными методами. Большое внимание уделено технологии производства различных сортов масла (сливочного, топленого и комбинированного), контролю.
М. ДеЛи принт, 2006. — 616 с. ISBN 5-94343-104-7. В первой части учебного пособия рассмотрена общая технология молочной отрасли, а во второй - технология получения цельномолочных продуктов; мороженого; молочных консервов и детских молочных продуктов; сливочного масла, сыра и продуктов из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. Методы производства изложены с.
Кемерово: КемТИПП, 2003. — 144 с. История и современные тенденции в производстве масла из коровьего молока. Развитие производства коровьего масла в России. Классификация существующего ассортимента животного масла. Состав и пищевая ценность. Разновидности масла из коровьего молока. Характеристика коровьего масла как пищевого продукта. Состав масла из коровьего молока.
Масло сливочное - высококалорийный продукт с приятным вкусом и ароматом. Вырабатывают его из сливок молока коров или буйволиц.
Существует два способа производства масла.
1. сбивание сливок средней жирности (35–38%) в маслоиз- готовителях;
2. преобразование высокожирных сливок (82,5–83%) в масло.
Поступившее в организацию молоко сепарируют с целью получения сливок.
Технологическая схема производства масла методом сбивания следующая: сортировка и подготовка сливок -> пастеризация -> охлаждение и созревание сливок -> сбивание сливок в масляное зерно –» промывка и механическая обработка масляного зерна –> упаковка и расфасовка масла.
Сливки сортируют по органолептическим показателям и кислотности, нормализуют по жирности и пастеризуют при температуре +85. 95 °С.
После пастеризации сливки немедленно охлаждаются. При температуре сливок +1. 3 °С – продолжительность созревания летом – 2 ч, зимой – 1 ч, при температуре сливок +4. 8 °С – продолжительность созревания летом – 4 ч, зимой – 2 ч.
Согласно заданному режиму производства часть сливок идет на сбивание (для получения сладко-сливочного масла), часть на созревание, т.е. охлаждение сливок с внесенными заквасками до температуры сквашивания (для кисло-сливочного масла).
Сквашивание сливок в зависимости от температуры продолжается 14–16 ч. В первые 3 ч производится перемешивание сливок через каждый час, а затем их оставляют в покое. Конец сквашивания определяют по нарастанию кислотности до 65 °Т в летнее время и 80–85 °Т в зимнее.
Для охлаждения и созревания используют также ванны длительной пастеризации. При быстром охлаждении заквашенных сливок до +5. 6 °С процесс созревания можно сократить до 6–8 ч. В процессе созревания отвердевает 40–50% молочного жира.
Для получения масла применяют маслоизготовители периодического действия, в которых происходит сбивание сливок, т.е. получение масляного зерна и пахты, обработка полученного масла.
Сбивание при правильно выбранных условиях должно продолжаться в маслоизготовителях 50–70 мин и заканчиваться при получении масляного зерна 3–5 мм. От величины масляного зерна зависит его способность удерживать пахту.
В целях повышения стойкости и удлинения сроков хранения масла полученное масляное зерно подвергают двойной промывке водой, предварительно удалив из маслоизготовителя пахту. Температура промывной воды должна быть равной температуре пахты, а при второй промывке на 1–2 °С ниже.
Технологии производства. 2011-2014 | Запрещено любое копирование материалов сайта
Сливочное масло - один из ценнейших продуктов питания, обладающее высокой биологической ценностью и усвояемостью, приятным, только ему присущим вкусом, цветом и ароматом, хорошей сочетаемостью его практически со всеми пищевыми продуктами.
Первые сведения о производстве сливочного масла в Древней Руси содержатся в «Русской правде» - своде законов, установленных еще в XI веке при Ярославе Мудром. В торговых документах русских городов и княжеств того же периода встречаются сведения о стоимости «горшка масла». В списках «Торговой книги» для русского купечества в 1575 и 1610 годах коровье масло числилось как предмет экспорта. Внешняя торговля маслом в России к концу XVII века приняла такие размеры, что Петр I, искавший увеличения источников дохода для государства, обратил внимание и на этот промысел. В XVIII - XIX столетии в России широко было известно масло, названное «чухонским», которое именовали так потому, что его делали проживающие в пригородах Петербурга финны, по тогдашнему - чухонцы.
В XIX веке начали прилагать усилия по совершенствованию маслоделия в России. Так, в 1838 году была издана книга по технологии получения молочных продуктов, написанная агрономом В.П. Бурнашевым. Она называлась «Секрет получения превосходного сливочного масла на манер приготовляемого на ферме земледельческого училища» (находилось вблизи Санкт-Петербурга).
Вологодская помещица М.Ф. Кудрявая в начале 70-х годов XIX века на своей молочной ферме наладила производство сливочного масла высокого качества, получившего впоследствии название «вологодского».
Начало промышленного маслоделия в России относится к шестидесятым годам XIX века и связано с именем Николая Васильевича Верещагина. В 1871 году им был открыт первый маслодельный завод в имении Фоминское под Вологдой.
Если до первой мировой войны вологодское масло по своему качеству было вне конкуренции, то с 1914 года серьезным конкурентом его, главным образом на внешнем рынке, стало сибирское масло. Если в 1894 году вблизи Кургана был построен первый в Сибири маслодельный завод, то через пять лет их было уже 275, а в 1913 году - 4097. В 1903 году на Лондонской выставке высшую награду «Большой приз» получило масло трех сибирских заводов. В 1900 году из Сибири было вывезено за границу 1783 тысячи пудов,
а в 1913 году 4762 тыс. пудов сливочного масла (соответственно 29,2 тыс. тонн и 78 тыс. тонн).
В 1913 году в России было добыто золота на 28 млн. рублей, а от одного экспорта сливочного масла получено 71,5 млн. руб. т.е. в два с половиной раза больше.
Выработка масла в России в 1913 году составила 129 тыс. тонн. К 1940 году производство сливочного масла достигло в Российской Федерации около 130 тыс. тонн. И этот объем производства в последние годы был превышен уже в 1947 году. В 1965 году в России производилось на промышленных предприятиях около 530 тыс. тонн масла, в 1975 году был достигнут рубеж 600 тыс. тонн, а в 1985 году около 670 тыс. тонн. Максимальный объем производства этого продукта составил 1000 тыс. тонн (1990 год). В дальнейшем объемы производства масла стали снижаться. В 1992 году было выработано масла около 742 тыс. тонн. Несмотря на снижение объемов производства масла в 1993 году этот продукт оставался одним из основных видов мелочной продукции и занимал значительное место в рационе питания людей.
В настоящее время объем производства сливочного масла отечественными производителями составляет порядка 611 тыс. тонн.
С развитием технологии маслоделия развивалось и маслодельное оборудование. Так, уже в XVIII веке вместо старых толкачных маслобоек в крупных молочных хозяйствах постепенно начинают применять более производительные вращающиеся, качающиеся и ударные устройства. Весьма примитивные, они, тем не менее, означали несомненный шаг вперед к машинному производству.
В 1934 году В.А. Мелешиным был предложен способ производства масла в потоке с использованием сепаратора, названный впоследствии способом преобразования высокожирных сливок. В 1951-52 годах была создана специальная линия, а с 1954 года начался ее выпуск.
Первые маслоизготовители непрерывного сбивания, носившие название «Фритц», начали использоваться в молочной промышленности в конце 40-х годов. В настоящее время имеются линии непрерывного сбивания масла производительностью до 30 тонн готового продукта в час.
Значительный вклад в развитие технологии и оборудования для маслоделия внесли российские ученые. Вышедшие в последние годы книги под авторством Вышемирского Ф.А. Белоусова А.П. Грищенко достаточно подробно освещают вопросы маслоделия.
На мировом рынке пользуется спросом масло, выработанное способом периодического сбивания. Выработка масла способом преобразования высокожирных сливок распространена только в России, и масло полностью идет на внутренний рынок. Способ непрерывного сбивания широко распространен в европейских странах, но такое масло также предназначено главным образом для внутреннего рынка.
В связи с планируемым вступлением России ВТО и укреплением позиций российской продовольственной продукции на мировом рынке, производство сливочного масла способом периодического сбивания будет увеличено.
Расчет сырья для производства масла
Исходными данными для расчета являются:
Количество направляемого на переработку молока – 10т;
жирность молока – 3,6%.
Считаем, что из поступающего молока миницех будет выпускать масло сливочное крестьянское.
Массу сливок от сепарирования с учетом потерь определяем по формуле:
Кпс – коэффициент потерь сливок.
Масса обезжиренного молока от сепарирования:
где – Кпо – коэффициент потерь обрата.
Масса масла определяется по выражению:
Кпж – коэффициент потерь жирности при сбивании.
Массу пахты определяем по формуле:
где Кппах – коэффициент потерь пахты.
Расход молока цельного на единицу продукта (РМ ) равен:
Пересчет расхода молока в показатель базисной жирности (РМБ ):
где ЖБ – базисная жирность цельного молока, %.
Согласно ГОСТ 31-79 масло крестьянское содержит массовую долю жира – 72,5%; влаги – 25%; СОМО – 2,5%.
Массовая доля жира в сливках при сепарировании – 36%; обезжиренного молока – 0,05%; пахты – 0,5%.
Так как базисная жирность молока в нашем случае равна средней жирности цельного молока, то РМ = РМБ .
2. Обоснование и выбор технологического процесса
2.1. Классификация существующих методов производства сливочного
(и комбинированного) масла
Технологический процесс производства сливочного масла предусматривает концентрацию жировой фазы молока (находящейся внутри жировых шариков) до желаемого содержания ее в масле и формирование структуры продукта с заданными свойствами.
Основой существующих технологий сливочного масла являются сложные физико-химические процессы, происходящие при термомеханической обработке сливок, а именно — изменение агрегатного состояния глицеридов молочного жира и разрушение прочных липопротеиновых оболочек жировых шариков.
В зависимости от способа концентрации жира и формирования структуры продукта различают два метода производства масла: сбиванием сливок и преобразованием высокожирных сливок .
При выработке сливочного масла методом сбивания сливок для концентрации жировой фазы сливки сразу после пастеризации охлаждают до температуры массовой кристаллизации глицеридов (от 5 до 20°С) и термо-статируют (10 ч и более) с целью частичного отвердевания жира (не менее 30. 35%). Частичное отвердевание жира и последующее интенсивное механическое воздействие на сливки способствуют выделению жировой фазы в виде рыхлых комочков различной величины и формы (масляного зерна), являющихся промежуточным продуктом при производстве масла методом сбивания сливок.
Быстрое и глубокое охлаждение сливок, их продолжительная выдержка при низких температурах обеспечивают практически полную кристаллизацию необходимого количества глицеридов (30. 35%). Последующие чередуемые плавление и отвердевание глицеридов при сбивании сливок, промывка масляного зерна и его механическая обработка обусловливают формирование хорошей пластичности масла при температуре домашнего холодильника (8. 10°С) и высокую термоустойчивость при комнатной температуре (18. 22°С).
Основными аппаратами для производства масла методом сбивания сливок являются маслоизготовители периодического или непрерывного действия. На выходе из маслоизготовителя продукт имеет температуру 12. 17°С и твердообразную консистенцию, соответствующую товарным показателям.
При выработке сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок концентрацию жировой фазы до уровня необходимого содержания ее в сливочном масле осуществляют сепарированием в горячем состоянии. Все технологические процессы до маслообразования осуществляются при температуре выше точки плавления жира (65. 95°С). Только на конечной стадии процесса маслообразования высокожирные сливки быстро охлаждают (со скоростью 0,3. 0,6°С/с) до 12. 16°С при одновременном интенсивном механическом воздействии (перемешивании). Молочный жир при этом частично отвердевает, что вызывает нарушение устойчивости жировой дисперсии, приводящее к ее разрушению. Эмульсия типа «масло в воде», характерная для сливок, преобразуется в эмульсию обратного типа — «вода в масле», характерную для сливочного масла.
Основными аппаратами для выработки масла методом преобразования высокожирных сливок являются маслообразователи различных конструкций. На выходе из маслообразователей продукт имеет температуру 12. 17°С и представляет собой легкоподвижную текучую массу. Процессы отвердевания глицеридов и формирование структуры продукта завершаются в таре после фасования.
2.2. Сравнительная характеристика методов производства
Технологический процесс производства сливочного масла различными методами состоит из операций, представленных на рис. 2.1.
Рисунок 2.1. Схемы выработки сливочного масла различными методами
Приемка, сортировка и первичная обработка молока, получение сливок, их тепловая и вакуумная обработка осуществляются независимо от метода производства.
Технологические операции, применяемые для выделения жировой фазы сливок и структурирования продукта при выработке сливочного масла сравниваемыми методами, принципиально различаются.
Основные различия методов производства сливочного масла приведены в таблице 2.1.
При выработке масла методом сбивания сливок технологический процесс условно разделяют на три стадии:
1) физическое «созревание» (низкотемпературная обработка) сливок в течение 10 ч (и более) при температуре от 20 до 4°С;
2) разрушение жировой дисперсии сливок сбиванием с образованием в качестве промежуточного продукта масляного зерна;
3) механическая обработка масляного зерна с целью усреднения состава масла и пластификации продукта.
Кристаллизация триглицеридов молочного жира и фосфолипидов осуществляется в процессе созревания сливок и предшествует деэмульгиро-ванию жировой дисперсии.
Продолжительность производственного цикла при выработке масла методом сбивания сливок составляет около 24 ч. При использовании масло-изготовителей периодического действия технологический процесс состоит из отдельных операций (низкотемпературная обработка сливок, сбивание сливок, обработка масляного зерна), которые выполняются последовательно с определенными временными интервалами.
При эксплуатации непрерывнодействующих маслоизготовителей процессы сбивания сливок и обработки масляного зерна (2-я и 3-я стадии) осуществляются в непрерывном потоке. Продолжительность этих операций составляет 3. 5 мин (в том числе сбивание сливок — около 2 с) по сравнению с 60. 90 мин в маслоизготовителях периодического действия. Однако, в целом технология принципиально не изменяется.
Сравнительная характеристика методов производства сливочного масла
объём производства конкретного предприятия и перспектива его развития;
стабильность поступления сырья;
способность выпускать широкий ассортимент продукции;
возможность использования универсального распространенного оборудования;
потребность в затратах финансовых и материальных средств при организации производства.
Задача повышения качества отечественных продуктов питания предполагает, в том числе, производство сливочного масла соответствующего мировым требованиям. Это подразумевает более глубокое изучение и совершенствование процесса производства масла методом периодического сбивания сливок.
3. Разработка графика организации
3.1. Описание технологического процесса производства масла
Считаем, что миницех будет осуществлять производство крестьянского масла сладкосливочного несоленого, химический состав которого представлен в таблице 3.1.
Химический состав сладкосливочного крестьянского масла
фасование и упаковка масла.
* выполняемые при необходимости операции, зависящие от качества исходного сырья.
Приемка молока заключается в определении его количества, контроле качества и сортировке.
Подогрев молока осуществляют до температуры+35. 40°С в теплообменных аппаратах различных конструкций для увеличения скорости осаждения и более полного выделения молочного жира.
Сепарирование молока начинают после поступления его в количестве, обеспечивающем непрерывную работу сепаратора в течение 20-30 минут. Сепарирование молока ведут при температуре 35-40°С и кислотности молока не более 20°Т. Снижение температуры сепарирования возможно только на специальных сепараторах, позволяющих уменьшить приток молока в барабан и регулировать массовую долю жира сливок.
Температуру пастеризации сливок с низкой тепловой устойчивостью устанавливают с учетом их качества (кислотности, наличия посторонних привкусов я запахов). При выработке сладкосливочного масла сливки I сорта в летний период пастеризуют при температуре 85-90 °С. В зимний период, когда вкус сливок становится менее выраженным, а также при переработке сливок II сорта температуру пастеризации повышает до 92-95 °С.
Дезодорируют сливки при разрежении в дезодораторе 0,02-0,04 МПа (0,2-0,4 кгс/см 2 ) в осенне-зимний период, 0,01-0,03 МПа (0,1-0,3 кгс/см 2 ) в весенне-летний, при температуре 80°С.
Для сливок с высокой устойчивостью белков к коагуляции, их пастеризация при выработке масла, содержащего 25% влаги, температура пастеризации составляет в весенне-летний и осенне-зимний периоды соответственно 103. 108 и 105. 115°С [ ] табл. 4.3. стр. 108.
При физическом созревании сливок происходит частичное отвердевание молочного жира, что обусловливает возможность образования масляного зерна при последующем сбивании их. После пастеризации (при необходимости - дезодорации) горячие сливки сразу охлаждают в закрытом потоке до температуры массовой кристаллизации жира (4 - 20°С). В период созревания сливки перемешивают 2-4 раза по 3-5 минут. Режимы созревания сливок при производстве масла крестьянского сладкосливочного несоленого представлены в таблице 3.2.
Режимы созревания сливок при производстве масла крестьянского сладкосливочного несоленого
Режимы созревания сливок по периодам года
Сущность процесса сбивания сливок заключается в агрегации (слипании) содержащихся в них жировых шариков. Процесс происходит под воздействием внешней силы, сопровождается постепенным уменьшением количества жировых шариков и заканчивается образованием масляного зерна. При этом оболочки жировых шариков разрушаются и около 50. 70% их компонентов переходит в пахту. Основу жесткого каркаса образующихся структурных агрегатов масляного зерна составляют связи между частицами твердого жира. Жидкий жир обеспечивает сцепление твердых частиц в результате взаимодействия сил слипания.
Сбивание сливок в маслоизготовителях периодического действия (безвальцовых) осуществляется в результате их гравитационного перемешивания. При вращении заполненной на 30. 50% рабочей емкости маслоизготовителя сливки сначала поднимаются на определенную высоту, а затем сбрасываются под действием силы тяжести, подвергаясь сильному механическому воздействию. Высота подъема сливок, возникающее давление, характер поверхности жидкости определяются размерами рабочей емкости и частотой ее вращения. Агрегация жировых шариков осуществляется, в основном, за счет дисперсии воздушных пузырьков. Температура сбивания сливок при выработке масла представлена в таблице 3.3.
Температура сбивания сливок при производстве масла крестьянского сладкосливочного несоленого
Температура сбивания сливок, °С, по периодам года
Частоту вращения маслоизготовителя периодического действия устанавливают с таким расчетом, чтобы возникающее при вращении центробежное ускорение (?=? 2 /R) было меньше ускорения силы тяжести (g). Это обеспечивает подъем сливок и их падение в рабочей емкости маслоизготовителя при сбивании. При этом в потоке сливок возникает градиент скорости и происходит диспергирование воздуха, то есть создаются условия для выделения жировой фазы и образования масляного зерна. Частоту вращения маслоизготовителя можно определить по формуле А. Д. Грищенко:
где R — радиус рабочей емкости маслоизготовителя, м.
Продолжительность сбивания сливок составляет 45. 60 минут - независимо от формы рабочей емкости [ ] стр. 140.
Оптимальная степень заполнения рабочей емкости сливками 40. 50% вместимости.
В первые 3. 5 минут сбивания маслоизготовитель останавливают 1. 2 раза для выпуска воздуха. Сбивают сливки до получения масляного зерна размером 3. 5 мкм.
При выработке сладкосливочного масла из высококачественных сливок и строгом соблюдении требований технологии и санитарии производства масляное зерно не промывают. Это улучшает выраженность вкуса и запаха масла и повышает содержание в нем СОМО на 0,2. 0,5%.
В случае использования сливок с выраженными кормовыми привкусами и запахами, концентрирующимися в плазме, промывка масляного зерна необходима.
В маслоизготовителях периодического действия масляное зерно промывают орошением и последующим активным перемешиванием с водой температурой на 2. 3°С ниже температуры пахты.
При промывке мягкого масляного зерна температура промывной воды понижается дополнительно на 1. 2°С. Грубое, твердое масляное зерно промывают водой на 1. 2°С выше температуры пахты.
Сущность механической обработки масляного зерна и масла заключается в формировании из разрозненных агрегатов масляного зерна монолита масла, равномерном распределении компонентов и пластификации продукта. Это влияет на вкус масла, его консистенцию, стойкость при хранении, товарные показатели.
При механической обработке масла одновременно происходят диспергирование и коалесценция капель плазмы (дробление и соединение). Механическую обработку начинают сразу после слива (отжатия) пахты или промывной воды.
В аппаратах периодического действия (МПД) механическая обработка осуществляется вальцами, либо посредством многократных ударов комков масла в безвальцовых конструкциях маслоизготовителей.
Обработка масляного зерна и масла при низкоплавком жире в весенне-летний период года продолжается 15. 25 мин, а в осенне-зимний — при высокоплавком жире — от 25 до 50 мин. Первые 5. 8 мин обработку ведут при закрытых кранах и люке, а с образованием пласта краны открывают для вытекания свободной влаги. При достижении критического момента (жидкость из крана не вытекает) рабочую емкость маслоизготовителя останавливают и отбирают из разных мест пласта среднюю пробу для определения массовой доли влаги. По данным анализа рассчитывают количество недостающей влаги и вносят ее в рабочую емкость в виде пахты или воды. Дальнейшую обработку продолжают при закрытых кранах и люке до полной вработки и равномерного распределения влаги в масле.
Температуру обработки масла при эксплуатации МПД регулируют орошением их наружной поверхности водой. При твердом масляном зерне (после достижения критического момента обработки) поверхность масло-изготовителя орошают водой с температурой 18. 20°С, при мягком зерне — холодной водой (температура 3. 5°С). Температуру обрабатываемого масла поддерживают в интервале 11. 14°С.
Рассчитанное недостающее количество воды равномерно разбрызгивают на поверхности пласта и врабатывают при закрытых кранах и люке.
С целью лучшего диспергирования плазмы и улучшения консистенции продукта при эксплуатации МПД целесообразна гомогенизация масла. Сущность процесса заключается в дополнительной механической обработке свежевыработанного масла в специальном аппарате — гомогенизаторе. В осенне-зимний период масло гомогенизируют сразу после выработки при достаточно интенсивном механическом воздействии. В весенне-летний период свежевыработанное масло предварительно выдерживают 1. 3 ч в помещении цеха для упрочнения структуры, а интенсивность механического воздействия при этом снижают.
Оптимальной температурой гомогенизации является 11. 13°С. В процессе гомогенизации масла его температура повышается на 1. 2°С.
Помимо диспергирования водной фазы и пластификации масла, при гомогенизации наблюдается тенденция снижения газовой фазы, что при интенсификации механического воздействия проявляется заметнее.
Гомогенизировать хорошо обработанное масло не следует, так как это может послужить причиной появления различных пороков консистенции — мягкой, засаленной и др.
Масло крестьянское сладкосливочное несоленое выработанное методом сбивания сливок фасуют монолитами в ящики по 20, 15, 10, 5 кг и потребительскую тару порциями по 10, 15, 20, 30, 50, 100, 150, 200, 250 и 500 г.
3.2. Составление графика организации технологического процесса
производства сливочного масла крестьянского несоленого
График организации технологических процессов составляем для определения режима работы предприятия, продолжительности и последовательности операций в течение суток, взаимосвязи отдельных операций, интенсивности и часового материального баланса производства.
В графе «Технологические операции» указываем все операции технологического процесса согласно технологии производства масла.
Во второй графе (графе «Всего») указываем количество перерабатываемого молока, полуфабрикатов, готовой продукции и отходов по соответствующим операциям. Данные принимаем из продуктового расчета.
В третьей графе указываем количество сырья, перерабатываемого за один час, по существу характеризуя часовую производительность оборудования или интенсивность переработки. Вопрос об интенсивности переработки решают на основе ряда факторов, учитывающих тип перерабатывающего предприятия, комплектность его технологических линий, конструктивные и технологические особенности основного и вспомогательного оборудования, экономическую целесообразность той или иной машины.
Последние графы разбиваем на число часов работы в сутки. Продолжительность операций обозначаем сплошной линией.
В технологическом процессе производства сливочного масла имеются фиксированные операции, время которых определяется технологией производства, и операции, продолжительностью которых можно варьировать.
Продолжительность приемки молока при производственной мощности предприятия до 40 т молока в смену по санитарным нормам не должна превышать 3 часов. Принимаем продолжительность приемки и резервирования молока равной 1 час. Тогда, интенсивность приемки и резервирования молока будут равны:
Продолжительность сепарирования молока также принимаем равным 1 часу с интенсивностью Ис =10000 кг/ч.
Считаем, что процессы пастеризации и охлаждения сливок будут выполняться на одной установке, т.е. в непрерывном потоке. Тогда продолжительность указанных операций также составит 1 час, а их интенсивность будет соответственно равна:
Считаем также, что переработка молока осуществляется в осенне-зимний период, для которого по технологическим требованиям созревание сливок должно длиться не менее 10 часов.
Принимаем продолжительность созревания сливок равной 10 ч.
Продолжительность сбивания сливок по технологическим требованиям составляет 45. 60 минут. Принимаем длительность сбивания равной 1 ч.
В осенне-зимний период года продолжительность обработки масляного зерна составляет 25. 50 минут. Принимаем продолжительность этой операции равной 45 минутам, т.е. 0,75 ч.
Так как операции сбивания сливок и обработка масляного зерна проводятся в одной машине, то объединяем эти операции в одну.
Считаем, что для производства масла используются высококачественные сливки, и обработка масляного зерна будет проводиться с соблюдением требований. Тогда гомогенизацию масла можно исключить.
Продолжительность фасования масла принимаем равной 1,25 часа с таким расчетом, чтобы закончить технологический процесс к окончанию второй смены.
Интенсивность фасования масла в этом случае составит:
График организации технологического процесса производства масла крестьянского сладкосливочного несоленого представлен на рисунке 3.1.
8. Фасование масла
Рисунок 3.1. График организации технологического процесса производства масла крестьянского сладкосливочного несоленого
4. расчет и подбортехнологического оборудования
Выбор технологического оборудования производим на основе результатов продуктового расчета и графика организации технологического процесса, который предопределяет необходимое количество машин и аппаратов.
Правильный выбор технологического оборудования обеспечивает необходимые условия для планомерной и чёткой работы всего предприятия.
При выборе основного технологического оборудования учитывают следующее:
соответствие технико-экономических показателей оборудования уровню современных технологий;
выравненность машин и аппаратов, составляющих технологические линии, по производительности;
предпочтительность применения машин, не требующих дополнительного монтажа нестандартного оборудования и вспомогательных общезаводских систем.
Подбор оборудования должен производиться в строгом соответствии с выбранными технологическими режимами оборудования, с учётом продолжительности его работы в течение смены, суток или производственного цикла.
Так как производительность некоторых видов оборудования представляется в м 3 /ч, то возникает необходимость перевода интенсивности процесса в данную размерность. Для этого в дальнейшем будет использована формула:
где – объемная интенсивность процесса, м 3 /ч;
– массовая интенсивность процесса, кг/ч;
?п – плотность продукта, кг/м 3 .
Температура молока, поступающего на предприятие, составляет порядка 4°С. При этом молоко имеет плотность 1032,3 кг/м 3 [ ] табл. П1. стр. 264.
Тогда объемная интенсивность резервирования молока (перекачивания молока из молочной автоцистерны в резервуар) будет равна:
Для перекачивания молока из молочной автоцистерны в резервуар выбираем насос марки 36МЦ-10-20 [] табл. 3.4. стр. 59. с подачей 10 м 3 /ч.
Для временного хранения молока принимаем резервуар-термос марки В2ОГМ-10 с рабочей вместимостью 10000 л (10 м 3 ) [] табл. 3.3. стр. 57.
Подогрев молока перед сепарированием будем проводить в трубчатом теплообменном аппарате П8-ОУП-10/5, имеющем производительность 10000 л/ч [] табл. 9.1. стр. 167.
Производительность сепаратора-сливкоотделителя должна удовлетворять интенсивности сепарирования молока, т.е. 10000 кг/ч.
При сепарировании молоко имеет температуру 35. 40°С. Плотность такого молока составляет 1020,9 кг/м 3 [ ] табл. П1. стр. 264. Тогда объемная интенсивность сепарирования молока будет равна:
Для сепарирования молока принимаем сепаратор-сливкоотделитель марки Ж5-ОСН-С, имеющий производительность по молоку 10000 л/ч [ ] табл. 8.4. стр. 159.
Интенсивность пастеризации сливок в пересчете на литры производим по формуле:
где ?сл – плотность сливок, кг/м 3 ;
t – продолжительность операции, ч.
?сл =980. 985 кг/м 3. [ ] стр. 64. Принимаем для расчета ?сл =980 кг/м 3 .
Пастеризацию сливок проводим в пластинчатой пастеризационно-охладительной установке марки А1-ОКЛ-1 с производительностью 1000 л/ч
[ ] табл. 9.2. стр. 170.
При выборе сливкосозревательной ванны и маслоизготовителя необходимо определить рабочий объем машин для обработки заданного количества сливок.
Рабочий объем машин определяем по формуле:
где ? – коэффициент заполнения рабочей камеры.
Коэффициент заполнения резервуаров для созревания сливок находится в пределах 0,8. 0,85 [ ] стр. 152. Принимаем для расчета ? =0,825.
Для созревания сливок принимаем аппарат ВСМГ-1200, имеющий вместимость ванны 1200 л (1,2 м 3 ) [6] табл. 9.5. стр. 175.
Принимаем коэффициент заполнения емкости при сбивании сливок равным 0,45. Тогда:
Для сбивания сливок принимаем маслоизготовитель марки ММ – 2000, имеющий вместимость барабана 2320 л [6] табл. 10.1. стр. 179.
Для перекачивания сливок из сливкосозревательной ванны используем ранее принятый насос марки 36МЦ-10-20.
Фасовку сливочного масла будем осуществлять в брикеты массой 200 г с последующей упаковкой в маркированный подпергамент. Для этих целей используем автомат марки АРМ, имеющий производительность 40. 80 брикетов в минуту (480. 960 кг/ч) [6] табл. 11.3. стр. 198.
Выбранное оборудование сводим в таблицу 4.1.
Сводная таблица технологического оборудования миницеха
5. Разработка графика работы оборудования
График работы машин и аппаратов проектируемого перерабатывающего предприятия составляют для уточнения и проверки правильности выбора основного технологического оборудования, установления очередности включения и продолжительности работы машин, а также для определения почасового расхода электроэнергии, пара, горячей и холодной воды. Основой для составления такого графика являются технологические процессы проектируемого предприятия. Каждой операции этих процессов должна соответствовать работа машин и аппаратов, количество и марка которых определены при расчёте и подборе технологического оборудования.
График работы оборудования проектируемого предприятия выполняем в виде таблицы (рисунок 5.1.). В первой графе записываем наименование машин и аппаратов в строгом соответствии с принятой технологией производства сливочного масла. Во второй и третьей графах приводим сведения о марке (типе) оборудования и его часовой производительности (вместимости). В четвёртой графе указываем количество машин и аппаратов; в пятой - сменная или суточную производительность оборудования. Последние три графы (шестая, седьмая и восьмая) обозначают смены и разбиваются на соответствующее число часов работы в каждой смене. В этих графах с помощью условных знаков и линий отражают время работы оборудования при выполнении основных и подготовительно-заключительных операций. Обычно отдельно показывают наполнение и опорожнение резервуаров или других емкостей машин, их мойку, разборку и сборку.
Технологическое время работы оборудования рассчитываем на основании паспортной производительности машин, продолжительности смены и коэффициента использования времени смены.
Очередность включения, работы и выключения машин и аппаратов должна полностью соответствовать очередности операций технологического процесса проектируемого предприятия.
7. Автомат для фасовки
6. Маслоизготовитель периодического
5. Аппарат для созревания сливок
4. Пастеризационно-охладительная установка
2.Трубчатый теплообменный аппарат
Сменная (суточная) мощность
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
1- работа оборудования; 2 – опорожнение; 3 – наполнение; 4 – заключительные операции; 5 – подготовка к работе
Рисунок 5.1. График работы оборудования
6. Расчет производственных площадей
Площадь приемного и аппаратного цехов рассчитываем по формуле:
где - суммарная площадь занятая технологическим оборудованием без учета площадок обслуживания, м 2 ;
k – коэффициент запаса площади, который зависит от характера производства, наличия транспортных средств, линейных размеров оборудования.
Для приемного цеха k1 =4. 6; для маслодельного цеха k2 =3. 4 [10] стр. 36.
Площадь камеры хранения готовой продукции определяем по выражению:
где т – количество продукции единовременно находящейся на хранении, кг;
q – нагрузка площади камеры, кг/м 2 ;
k – коэффициент использования площади.
При производстве масла сливочного в пачках по 200 г q =1686 k =0,6 [10] табл. П2 стр. 49.
Количество продукции, единовременно находящейся на хранении определяем по формуле:
где тс – количество продукции, выработанной за сутки, кг;
Т – срок хранения продукции или сырья, сутки. (Т =5. 10 суток) [10] табл. П2 стр. 49. Принимаем Т =10 суток.
Приведенные расчеты показывают, что при переработке 10000 кг молока в сливочное масло крестьянское продолжительность общая продолжительность процесса составит 16 часов. При этом количество получаемого масла будет равно 483,1 кг.
Технологическая линия производства будет включать оборудование восьми различных наименования.
Потребная площадь производственных помещений составит 135,4 м 2 .
Список литературных источников
Белоусов А. П. Физико-химические процессы в производстве масла сбиванием сливок. — М. Легкая и пищевая промышленность, 1984. — 264 с.
Вышемирский Ф. А. Коровье масло и его аналоги. Молочная промышленность. - 1999. - № 2. - С. 5. 6.
Вышемирский Ф. А. Маслоделие в России. (История, состояние, перпективы). - Углич: Рыбинский Дом печати, 1998. — 592 с.
Вышемирский Ф. А. Производство сливочного масла. — М. Агропромиздат, 1987. - 272 с.
Вышемирский Ф. А. Иванова Н. В. Абросимова С. В. «Масло из коровьего молока» — новый российский стандарт. Молочная промышленность. — 2000. -№10.-С. 18. 20.
Гальперин Д.М. Оборудование молочных предприятий: монтаж, наладка, ремонт. М. ВО «Агропромиздат» 1990. – 352с.
ГОСТ 37—91 Масло коровье. Технические условия. — М. Госкомиздат. — 16 с.
Грищенко А. Д. Сливочное масло. — М. Легкая и пищевая промышленность, 1983.-296 с.
Золотин Ю.П. Френклах М.Б. Лашутина Н.Г. Оборудование предприятий молочной промышленности. - М. Агропромиздат, 1985.-270 с.
Киреев В.К. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Оборудование для переработки молока» джля студентов технологического факультета. – Рязань: РГСХА, 2000. – 65с.
Краснокутский Ю.В. Панченко Ю.Б. Машины и оборудование для получения цельномолочной продукции. - М. Росагропромиздат, 1990.-254 с.
Крусь Г.Н. Тиняков ВТ. Фофанов Ю.Ф. Технология молока и оборудование предприятий молочной промышленности. - М. Агропромиздат, 1986. - 279 с.
Курочкин А.А. Зимняков В.М. Ляшенко В.В. Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства: Учебное пособие. Пенза: Пензенская ГСХА, 1997. - 227 с.
Курочкин А.А. Зимняков В.М. Ляшенко В.В. Дипломное проектирование по механизации переработки продукции: пособие. Пенза: Пензенская ГСХА, 1998. - 250 с.
Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК: Каталог. Т.1. Ч.З, Молочная промышленность. - М. АгроНИИТЭИИТО, 1990.-258 с.
Машины и оборудование для цехов и предприятий малой мощности по переработке сельскохозяйственного сырья: Каталог. 4.1. - М. Информагротех, 1992. - 257 с.
Номенклатурный каталог. Оборудование технологическое для переработки молока. М. Арго Системмаш, 2000. — 100 с.
Производство сливочного масла. Справочник. Под ред. Ф. А. Вышемирского. — М. Агропромиздат, 1988. — 304 с.
Сборник технологических инструкций по производству сливочного и топленого масла. Под ред. Ф. А. Вышемирского — Углич: НПО «Углич», 1994. — 364 с.
Сливки из коровьего молока. ТУ 10.02. 867-90. — Углич: - НПО «Углич», 1990. — 12 с.
Степанова Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технологии и рецептуры. Том 2 «Масло коровье и комбинированное», С-П. ГИОРД, 2003. – 257с.
Туников Г.М. Морозова Н.И. Шашкова И.Г. Колонтаева С.М. Технология производства и переработки продукции животноводства. Часть 1. Технология производства и переработки молока. Рязань. «Приз». – 2003. – 284 с.
